penukar panas, serta titik-titik pengukuran ditunjukkan pada Gambar 2. Pengukuran suhu di berbagai posisi
dilakukan dengan thermocouple tipe T CC dan K CA.
Sistem produksi yang digunakan dalam penelitian ini adalah semi batch yaitu dengan mengalirkan uap
super panas metanol secara kontinyu ke dalam reaktor yang sudah berisi palm olein dalam jumlah
tetap 200 mL. Variabel penelitian yang digunakan adalah laju alir metanol dengan 3 tingkat laju, yaitu
1,5, 3,0, dan 4,5 mLmenit pada suhu reaksi 290
o
C. Parameter yang diamati adalah jumlah daya yang
digunakan, suhu pada setiap subsistem, suhu masuk dan keluar fluida pada penukar panas. Data penga-
matan untuk produk hasil reaksi dilakukan dengan mengukur massa dan volume metanol yang diguna-
kan, serta massa dan volume produk keluar dari alat penukar panas. Pengambilan sampel dilakukan setiap
30 menit selama 10 jam. Hasil yang didapatkan dievaporasikan untuk memisahkan metanol yang tidak
bereaksi dan metil ester biodiesel, dan kadar metil ester dianalisis menggunakan GC-MS.
Analisis energi dilakukan dengan asumsi bahwa minyak umpan mempunyai kandungan energi E
b
yang berubah menjadi biodisel dengan kandungan energi
E
p
setelah mengalami proses yang membutuhkan panas sebesar Q. Dengan demikian, rasio energi
dapat dinyatakan dalam persamaan 1, dan persa- maan 2, yang masing-masing memberikan penger-
tian tersendiri. Analisis energi pada penelitian ini menggunakan definisi rasio energi E
1
seperti pada persamaan 1 dengan pengertian bahwa rasio energi
adalah perbandingan antara peningkatan kandungan energi dari bahan baku ke produk biodisel terhadap
energi yang digunakan pada proses konversi tersebut. Pada subsistem reaktor diperhitungkan pula panas
pembentukan akibat reaksi eksotermis yang terjadi antara minyak dan metanol. Perhitungan panas reaksi
didasarkan pada jumlah kontribusi atom atau molekul grup dari masing-masing komponen Reklaitis 1983;
Reid et al. 1987; Morad et al. 2000; Cheriani 2007; Narvaez et al. 2008. Sigalingging 2008 mengguna-
kan difinisi rasio energi E
2
, sehingga pada penelitian ini juga dilakukan perhitungan dengan definisi terse-
but untuk keperluan perbandingan.
Q b
E p
E 1
RE
..................................... 1
Q b
E p
E 2
RE
....................................... 2
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil Reaksi Metoda SMV
Gambar 3 menunjukan profil perubahan suhu disepanjang alat penukar panas pada laju alir metanol
4,5 mLmenit. Penukar panas yang digunakan adalah sistem aliran berlawanan arah counter flow.
Berdasarkan profil suhu yang dihasilkan, maka dapat dihitung efektifitas alat penukar panas dari setiap laju
alir metanol, seperti pada Gambar 4. Hasil tersebut
menunjukkan bahwa semakin bertambahnya laju alir metanol maka efektifitas alat penukar panas semakin
menurun. Pada laju alir metanol 1,5 mLmenit, alat
Gambar 1 Skema dan batasan alat produksi biodiesel secara non katalitik dengan sirkulasi panas.
Gambar 2 Letak pengukuran suhu produk dari reaktor sampai alat penukar panas.
Gambar 3 Profil suhu pada alat penukar panas pada laju alir metanol 4,5 mLmenit.
penukar panas mampu mendinginkan seluruh uap hasil reaksi karena perlakuan masih dibawah nilai
rancangan sehingga nilai efektifitas masih tinggi. Pada laju alir 3,0 dan 4,5 mLmenit alat penukar
panas tidak mampu mendinginkan seluruh uap hasil reaksi. Perhitungan efektifitas alat penukar panas
berdasarkan penentuan fluida panas yang mempunyai beda suhu maksimum Holman 1995,
karena fluida yang mungkin mengalami beda suhu maksimum ialah fluida yang mempunyai nilai mC
minimum. Berkurangnya produk yang dihasilkan berdampak pada kesetimbangan massa dan kesetim-
bangan energi dalam sistem produksi. Hal ini akan dibuktikan dengan perhitungan menggunakan rasio
energi dalam sistem.
Dari hasil percobaan diperoleh rata-rata hasil metil ester biodiesel sebesar 3,65, 1,64, dan 2,14 gjam,
masing-masing pada laju alir methanol 1,5, 3,0, dan 4,5 mLmenit. Secara keseluruhan hasil reaksi ditampilkan
pada Tabel 2. Kadar metil ester dalam perhitungan rasio energi diasumsikan 97 Joelianingsih
et al. 2007 2008 sehingga sudah masuk standar SNI. Kadar metil ester dan gliserol yang dihasilkan
dalam produk masih rendah karena sebagian produk tidak bereaksi dan proses pencucian yang kurang
sempurna. Warabi et al. 2004 menyatakan bahwa monogliserida merupakan komponen antara dalam
reaksi yang paling stabil sehingga dipercaya sebagai tahap penentu laju reaksi dan keberhasilan dari suatu
reaksi transesterifikasi.
Berdasarkan data tersebut, rasio molar metanol terhadap palm olein yang digunakan adalah sebesar
506, 2229, dan 2563 molmol pada laju alir metanol 1,5, 3,0, dan 4,5 mLmenit. Tingginya rasio molar
disebabkan oleh penggunaan sistem semi batch yang terus mengalirkan metanol dalam minyak yang sudah
dalam jumlah tetap di dalam reaktor. Penggunaan metanol dalam jumlah banyak merupakan konsekuensi
dari metode non-katalitik yang digunakan. Metanol dibutuhkan dalam jumlah yang melebihi keseimbangan
rasio stokiometrinya karena selain sebagai reaktan dan fluida pembuat gelembung reaksi, metanol juga
berfungsi agar reaksi tetap berjalan ke ruas kanan sehingga reaksi dapat terbentuk Hong et al. 2009.
b. Rasio Energi
